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硅晶圆的制备流程

硅晶圆的制备流程

2024-11-30

1)截断将硅棒的两端去掉,一端为籽晶端(籽晶所在的位置),一端为非籽晶端(与籽晶相对的另一端),即切去单晶硅的头部和尾部。2)直径研磨由于晶体生长中直径和圆度的控制不可能很精确,所以硅棒都要长得稍大一点,直径的大小也不均匀,所以通常需要进行直径研磨,使单晶硅的直径达到一致以及满足不同产品直径的要求。3) 磨定位面单晶体具有各向异性的特点,必须按特定晶向进行切割,才能满足生产的需要。其原理是用一束可见光或X光射向单晶棒端面,由于端面上晶向的不同,其反射的图形也不同。根据反射图像,可以校正单晶棒的晶向。一旦晶体在切割块上定好晶向,就沿着轴磨滚出一个参考面,通常称为晶圆的主参考面。在许多晶圆中,边缘还会有第二个较小的参考面,称为次参考面,用来区别导电类型。主、次定位边的角度标识了硅片的类型。4)切片晶棒的外形处理完之后接着将硅棒切为硅片,切片目前有两种方式,一是用有金刚石涂层的内圆刀片把晶圆从晶体上切下来。这些刀片是中心有圆孔的薄圆钢片。二是线切片,通过粘有金刚石颗粒的金属丝的运动来达到切片的目的。单晶硅在切片时,硅片的厚度、晶向、翘曲度和平行度是关键参数,需要严格控制。晶片切片的要求是: 厚度符合要求,平整度和弯曲度要小,无缺损,无裂缝,刀痕浅。静电卡盘ESC在其中有什么作用呢?5)磨片切片完成后,对于硅片表面要进行研磨机械加工。 磨片工艺的目的包括以下两点:一是去除硅片表面的刀疤,使硅片表面加工损伤均匀一致。二是调节硅片厚度,使片与片之间厚度差逐渐缩小,并提高表面平整度和平行度。目前使用得最普遍的是行星式磨片法,采用双面片机,有上下两块磨板,中间放置行星片,硅片就放在行星片的孔内。磨片时,盘不转动,内齿轮和中心齿轮转动,使行星片与磨盘之间做行星式运动,以带动硅片做行星式运动,在磨料的作用下达到研磨的目的。6)倒角倒角工艺是用具有特定形状的砂轮磨去硅片边缘锋利的崩边、棱角和裂缝等。倒角的目的主要有三个。(1)防止晶圆边缘碎裂。晶圆在制造与使用的过程中,常会受到机械手等撞击而导致晶圆边缘破裂,形成应力集中的区域。这些应力集中的区域会使得晶圆在使用中不断地释放污染粒子,进而影响产品的成品率。(2)防止热应力的集中。晶圆在使用时,会经历无数的高温工艺,如氧化、扩散等,当这些工艺中产生的热应力大小超过硅晶格的强度时,即会产生位错与层错缺陷,晶圆磨边可以避免该类缺陷在晶边产生。(3)增加外延层和光刻胶层在晶圆边缘的平坦度。在外延工艺中,锐角区域的生长速度会比平面高,因此,用没有磨圆的晶圆容易在边缘产生突起。同样,在利用旋转匀胶机涂光刻胶时,光刻胶溶液也会在晶圆边缘发生堆积现象,这些不平整的边缘会影响掩模板对焦的精确性。7)抛光抛光是硅片表面的最后一道重要加工工序,也是最精细的表面加工。抛光的目的是除去表面细微的损伤层,得到高平整度的光滑表面,最后,得到最终的产品:硅晶圆。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

碳化硅陶瓷:半导体制程中越来越离不开的精密零部件材料

碳化硅陶瓷:半导体制程中越来越离不开的精密零部件材料

2024-11-26

碳化硅(SiC)作为一种性能优异的结构陶瓷材料具备:(1)密度高(2)热传导率高(3)弯曲强度大(4)弹性模数大(5)抗腐蚀性强(6)耐高温等特性(7)不易产生弯曲应力变形和热应变,能够适应晶圆外延(8)刻蚀等制造环节的强腐蚀性(9)超高温的恶劣反应环境,因此在研磨抛光(10)外延/氧化/扩散等热处理、光刻、沉积、刻蚀,离子注入等半导体制程中得到了广泛应用。碳化硅研磨盘晶碳化硅夹具、反应腔内的零部件等·陶瓷臂在硅晶片生产时,需要经过高温热处理,常使用机械臂搬送、运输以及定位半导体晶圆。·反应腔内的零部件热处理工艺所使用到的半导体设备有氧化炉(又分为卧式炉和立式炉)、快速热处理(RTP,RapidThermalProcessing)设备等。碳化硅工件台、陶瓷方镜、光罩薄膜光刻主要是利用光学系统将光源发出的光束聚焦并投射到硅片上,以实现电路图形的曝光,方便后续刻蚀,其精度直接决定集成电路的性能和良率。作为芯片制造最为顶级的设备之一,光刻机内部包含高达上十万个零部件,且为了确保电路的性能、精度,无论对光刻机系统中的光学元件还是零部件的精度都有着极高的要求。碳化硅陶瓷在其中的应用主要包括:工件台、陶瓷方镜等。·工件台光刻机工件台主要起承载晶圆并完成曝光运动的作用。·光罩薄膜光罩又称光掩膜主要作用是通过遮罩传输光并在光敏材料上形成图案。不过当EUV 光照射到光罩上时会散发热量,温度可能升至600 至1,000摄氏度之间,可能会使收到热损坏。因此,通常需要在光照上沉积一层碳化硅薄膜。·陶瓷方镜光刻机的关键技术之一是工件台与掩模台的同步运动控制,其精度直接影响光刻机的光刻精度与良率,而工件台方镜就是工件台扫描定位反馈测量系统的重要组成部分。聚焦环等目前刻蚀设备中CVD碳化硅零部件包含聚焦环、气体喷淋头、托盘、边缘环等。而沉积设备中则有室盖、腔内衬、SiC涂层石墨基座等。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

半导体制备流程是怎样的?

半导体制备流程是怎样的?

2024-11-02

芯片的生产制造过程包括芯片设计、光刻制版、晶圆制造、特性测试、后道封装,成品测试等多个环节,而其中晶圆制造是最为复杂的工序。在晶圆制造的几百步工艺流程中,需要使用到几百台生产设备,主要工艺步骤包括薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入等多项工艺穿插进行。静电卡盘在其中发挥着重要作用。其具体制造流程(即前道工艺)如下:❶ 通过离子注入的方式将需要注入的P型/N型元素打入到衬底中,在炉管中高温加热,让离子活化完成阱的制作;❷ 将晶圆放置在氧化炉中,温度保持在800至1000℃之间,在晶圆表面上形成具有高绝缘性能的二氧化硅(SiO2)膜;❸ 通过化学气相沉积(CVD)在真空中发生化学反应,将生成的多晶硅沉淀到绝缘层上形成硅层或导电层;❹ 在栅极表面铺一层光刻胶,也叫光阻;❺ 将定义好电路图形的掩膜版放在上面,放置在光刻胶膜上,并通过浸没法进行曝光,从而在光刻胶膜上印刻上预期的电路图形;❻ 用特定溶液洗掉已经活化的光刻胶,在需要保留栅极和 SiO2 层的地方留下光阻;❼ 开始刻蚀,可通过干法或湿法刻蚀去除多余的栅极和 SiO2 层;刻蚀ESC静电卡盘❽ 刻蚀完成后,除去光刻胶膜,保留特定位置栅极和 SiO2 层。刻蚀完成后,只需植入P型/N型元素形成源端和漏端,MOS(即MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管)的雏形就制备出来了。接下来在 MOS 之上反复沉积氧化硅薄膜-曝光-刻蚀的步骤,通过物理气相沉积(PVD)的方式填充金属导体,最后叠加金属层,完成 MOS 的布线。这就是整个半导体的前道工艺流程。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

硅片的表面的热处理是什么?

硅片的表面的热处理是什么?

2024-10-30

热处理是硅片表面处理的关键步骤之一,旨在消除硅片内部应力、降低缺陷密度并优化其电学性能。静电卡盘是半导体设备的核心组件之一,对于控制晶圆的温度(加热及冷却)至关重要。静电卡盘(简称 ESC 或者 E-CHUCK)具有高稳定性、晶圆平坦度高、颗粒污染小、边缘效应小等优势,目前已广泛应用在等离子和真空工艺的半导体工艺过程中。(1)硅片表面的常温退火热处理常温退火热处理是一种低温热处理过程,旨在消除硅片在加工过程中产生的内应力。在直拉单晶硅的制备过程中,晶体硅生长结束后需要经历一个相对缓慢的降温过程,这个过程中容易生成“热施主”,影响硅片的电阻率。因此,在单晶硅生长结束后,通常需要进行退火热处理,以消除原生“热施主”并恢复硅片的真实电阻率。该处理过程的主要技术参数包括电阻率、体金属(如Fe)含量以及少子寿命等。(2)硅片表面的高温快速退火处理(RTP)高温快速退火处理(RTP)是一种先进的热处理技术,旨在减少硅片表面的微缺陷并优化其性能。随着IC工艺的不断发展,对硅片表面质量的要求越来越高。RTP技术通过在短时间内对硅片进行高温处理,产生大量高浓度的空位结构,这些空位结构能够增强硅片中氧沉淀的作用,从而降低氧沉淀对硅片中氧的依赖性。此外,RTP技术还能够形成一层表面洁净区和体内高密度的体微缺陷区,提高硅片的吸除能力和表面质量。目前,市场上已有多种RTP技术应用于硅片处理中,如日本东芝陶瓷公司的Hi-Wafer氢退火硅片、德国Wacker公司的Ar退火硅片以及美国MEMC公司的“MDZ”工艺等。这些技术通过不同的处理方式和参数设置,实现了对硅片性能的精准调控和优化。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

一文读懂静电卡盘/静电吸盘(Electrostatic Chuck, ESC)

一文读懂静电卡盘/静电吸盘(Electrostatic Chuck, ESC)

2024-10-26

在刻蚀机中,如果晶圆不能在托盘上平整放置,则会造成刻蚀离子的轰击产生角度,同时,刻蚀时晶圆的散热情况也会严重影响刻蚀速率。为了解决这些问题,工程师们开发了静电吸盘(Electrostatic Chuck),极大地提高了刻蚀质量和稳定性。通过总结,静电吸盘的实现可以分为以下三个设计。设计1:静电吸盘的结构常规晶圆静电卡盘的实物图可以如图1左所示,区别在于静电吸盘表面的绝缘层材料不同,深色为氮化铝,白色为氧化铝,静电吸盘的结构可以参考图1右,分为以下部分:绝缘层:用于与晶圆的接触,通常为氮化铝或者氧化铝陶瓷,因为其具有良好的机械强度、耐高温性和导热性。顶针及He气孔:顶针用于晶圆的传送,当晶圆进入刻蚀腔中时,顶针升起承接晶圆,然后顶针落下,将晶圆置于静电吸盘表面。并且,顶针通常为中空结构,同时通入He气来使晶圆降温。背He流道:用于增强散热,以及反馈晶圆的吸附情况。静电电极:用于产生静电力的电场,吸附晶圆。电极通常为平面状,嵌入或沉积在绝缘材料中。常用材料包括铝、铜和钨等导电性良好的金属。循环冷却水和加热电极:主要用于静电吸盘整体的温度控制,加热电极和循环冷却水的同时作用,使晶圆可以保持在一个稳定的温度。如果采用单一的冷却循环水,则刻蚀过程中产生的热量无法计算,影响工艺的稳定性。   设计2:利用直流电压产生电场使晶圆电荷极化,吸附晶圆静电吸盘ESC的电极设计可以分为两种,一是单电极,即整个铺满于静电吸盘,二是双电极,正电压和负电压形成的电场来吸附晶圆,想比单电极,双电极具有更高的吸附力,以及更均匀的电场强度,使晶圆紧密且均匀的吸附。那么电极是如何吸附晶圆的,其原理可以参考如下:设计3:使用He气作为背冷气体,并通过稳定气压下He气的流量反应晶圆的散热情况He气在静电吸盘和晶圆背面的流通可以分为两个部分(如图3),一部分通过静电吸盘表面层下的微流道流动(不直接接触晶圆)且循环流通,用于增强散热和控制ESC的气压,第二部分通过顶针孔或者静电吸盘表面的孔流动至晶圆背面,用于晶圆的散热以及晶圆吸附情况的反馈。通过二者的共同作用,最终实现在气压一定的条件下通入He气,如果He气流量稳定,则说明晶圆的吸附情况良好,如果He流量远高于正常值,则说明晶圆背面的透气孔有明显的泄露,对应晶圆未平整吸附与吸盘表面,进一步影响刻蚀。             无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

半导体设备零件之静电卡盘

半导体设备零件之静电卡盘

2024-10-22

静电卡盘是半导体设备的核心组件之一,对于控制晶圆的温度(加热及冷却)至关重要。静电卡盘(简称 ESC 或者 E-CHUCK)具有高稳定性、晶圆平坦度高、颗粒污染小、边缘效应小等优势,目前已广泛应用在等离子和真空工艺的半导体工艺过程中。 我国晶圆的静电卡盘行业发展时间不长,国内的技术水平与国际上的技术水平存在较大的差距。当前我国晶圆的静电卡盘技术突破有限,国内市场基本被国外龙头企业垄断。但随着中国静电卡盘技术研发的不断深入,预计未来中国有望实现技术突破,打破国外企业垄断的局面,实现进口替代。 陶瓷静电卡盘按照主体材料材质划分,可分为氧化铝和氮化铝(一般应用于静电吸盘加热器)两大类;按照陶瓷静电卡盘力学模型来划分,可分为库伦(电介质)和迥斯热背(J-R)两大类。其中电介质类静电卡盘ESC的材料可以由纯氧化铝、氮化铝、氧化硅等;迥斯热背类静电卡盘的材料可以由氧化铝、氮化铝、氧化硅等材料掺杂适量的金属粉末混凝烧结而成。随着半导体及集成电路制程设备和制程工艺的发展,传统的以有机高分子材料和阳极氧化层为电介质的静电卡盘逐步被陶瓷静电卡盘逐渐替代,陶瓷静电卡盘拥有良好的导热和耐卤素等离子气氛的性能,广泛应用于半导体及集成电路核心制程制作中,在高真空等离子体或特气环境中起到对晶圆的夹持和温度控制等作用,是离子注入、刻蚀等关键制程核心零部件之一。 静电吸附技术在泛半导体、光学等领域中有着广泛应用。静电卡盘(E-CHUCK)是一种适用于真空及等离子体工况环境的超洁净晶圆片承载体,它利用静电吸附原理进行超薄晶圆片的平整均匀夹持,是PVD、ETCH、离子注入等高端装备的核心部件。 陶瓷晶圆静电卡盘 99.5%纯度氧化铝陶瓷--300mm 在陶瓷内部配置金属电极,通过进行一体化熔结 ,可以制作静电卡盘(Electrostatic Chucks)和陶瓷加热器。 运用各种材料技术,形成了可以应对客户需求的静电卡盘/陶瓷加热器系列。在等离子环境领域、电子线使用领域等,从开发、试做阶段,即可提供符合用途要求的产品。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

静电卡盘在半导体工艺中的蚀刻工艺有什么作用?

静电卡盘在半导体工艺中的蚀刻工艺有什么作用?

2024-10-19

刻蚀技术(etching technique),是在半导体工艺,按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术。刻蚀技术不仅是半导体器件和集成电路的基本制造工艺,而且还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工。刻蚀还可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。静电卡盘在刻蚀工艺中也起到重要作用。刻蚀的机制,按发生顺序可概分为「反应物接近表面」、「表面氧化」、「表面反应」、「生成物离开表面」等过程。所以整个刻蚀,包含反应物接近、生成物离开的扩散效应,以及化学反应两部分。整个刻蚀的时间,等于是扩散与化学反应两部分所费时间的总和。二者之中孰者费时较长,整个刻蚀之快慢也卡在该者,故有所谓「reaction limited」与「diffusion limited」两类刻蚀之分。刻蚀静电卡盘esc目前干法刻蚀市场占比90%,湿法刻蚀占比10%,湿法刻蚀一般适用于尺寸较大的情况下(大于3微米)以及用来腐蚀硅片上某些层或用来去除干法刻蚀后的残留物。其余,生产中大部分采用干法刻蚀。干法刻蚀与湿法腐蚀工艺利用药液处理的原理不同,干法刻蚀在刻蚀表面材料时,既存在化学反应又存在物理反应。因此在刻蚀特性上既表现出化学的等方性,又表现出物理的异方性。所谓等方性,是指纵横两个方向上均存在刻蚀。而异向性,则指单一纵向上的刻蚀。干法刻蚀用于高精度的图形转移。目前我国刻蚀工艺以及刻蚀设备相对于光刻而言,已经能够达到世界较为前列的水平。能够达到较高的刻蚀选择性、更好的尺寸控制、低面比例依赖刻蚀和更低的等离子体损伤。静电卡盘的核心技术温度控制至关重要:以干法刻蚀为例,干法刻蚀需要将晶圆控制在100℃到-70℃的某一特定温度下以维持某种刻蚀特性,因此需要通过静电卡盘对晶圆进行加热或散热从而对晶圆温度进行精准控制。维持一致性(Uniformity)。一致性是指刻 蚀的速度在晶圆上的各个部位“有多相同”在 工艺进行的过程中,一定时间下,不同的晶圆部位刻蚀的速度不同,形成的形状也可能不同,所以可能会导致位于某些部位的芯片发生不良现象或其特性发生变化。 刻蚀速度(Etch Rate)。它意味着在一定时间内可以去除多少薄膜。刻蚀速度主要取决于表面反应所必需的反应性原子和离子的数量以及离子的能量,所以提高对这些因素的控制能力就可以提高总收益率。此外,选择性(Selectivity)、形状(Profile)等也是干式刻蚀的重要因素。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

12寸晶圆是如何清洗去除表面颗粒的?

12寸晶圆是如何清洗去除表面颗粒的?

2024-10-15

在12寸(300毫米)晶圆厂中,清洗是一个至关重要的工序。晶圆厂会购买大量的高纯度湿化学品如硫酸,盐酸,双氧水,氨水,氢氟酸等用于清洗。为什么在工序中不断清洗以去除颗粒?颗粒会引起芯片的短路或开路,半导体制造是一个多步骤的过程,每一步工序都会产生大量的颗粒,需要将晶圆表面的颗粒控制在极低范围内才能继续下一工序。用什么药液?业内标准药液:SC-1(Standard Clean-1),又名APM,又名RCA-1。是由沃纳·科恩 (Werner Kern) 于1965 年在美国无线电公司(RCA) 工作时开发了这一配方,一直沿用至今。配比为:氨水:双氧水:超纯水=1:1:6,可根据实际情况调整配比。在 75℃左右,超声浸泡 10 分钟。这种碱-过氧化物混合药液可去除部分的有机物和几乎全部的颗粒。SC-1去除颗粒的原理由于氨水能够解离出氢氧根离子,氢氧根离子可以使晶圆表面带负电,且可以改变颗粒的zeta 电位并使颗粒与晶圆相互排斥,而达到去除颗粒以及防止颗粒再次沉积的目的。静电吸附技术在泛半导体、光学等领域中有着广泛应用。静电卡盘(E-CHUCK)是一种适用于真空及等离子体工况环境的超洁净晶圆片承载体,它利用静电吸附原理进行超薄晶圆片的平整均匀夹持,是PVD、ETCH、离子注入等高端装备的核心部件。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

你知道什么是芯片封测吗?

你知道什么是芯片封测吗?

2024-10-12

芯片封测是指芯片封装和芯片测试,是芯片产业链的第三个专业化环节。芯片封测厂会把自己擅长的芯片封装和测试程序标准化、成熟化和平台化,专门承接芯片设计公司的芯片封装和芯片测试任务。芯片封装的主要作用是给微小、精密、易受损的芯片裸片提供一个坚固耐用的保护壳,同时把裸片上密集微小的电信号触点与封装外较大的电信号引脚或焊点相连,以便芯片可以方便地焊接在电子系统中。芯片测试是芯片生产的最后环节,要进行功能和性能测试,之后再完成分类、打标和包装。早期封测业工艺技术不难、有些还是手工和半自动化方式进行的,技工数量多,属于劳动密集型的加工业。现在封测业技术越来越难,自动化程度很高,设备投入大,像3D封装、微型封装、系统级封装等自动化程序中,引入了不少的晶圆制造的工艺技术, 中高端封测厂应归属于高端加工制造业。随着芯片应用不断扩展和变化,芯片封测厂承接的芯片封测需求和种类很多,封测厂要不断开发新的封测技术,不断更新和购置新的设备,才能满足不断变化的市场需求,这是一个需求牵引驱动的市场。同时封装技术提升又进一步拉高了用户的期望,更高水平的芯片封测任务就出现了。这是封测技术与芯片应用互相促进,螺旋式上升的进步过程。芯片封装类型大致可以分为双列直插(DIP)和表面贴片(SMD)两种。从结构方面看,芯片封装经历了早期的晶体管TO封装、双列直插封装,随后SOP小外型封装,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、 SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。从材料介质方面分,包括金属、陶瓷、塑料,军工级和宇航级芯片较多采用金属封装。另外芯片封装还有单芯片封装与多芯片封装之分,单元级封装与系统级封装之分。芯片封测业和芯片制造业类似,随着芯片技术不断进步,芯片制造设备需要不断更新。静电卡盘ESC应用也越来越多。受应用场景制约,芯片不断追求轻薄小,芯片的封装样式也变化多端,封装工艺所需的设备要不断升级。因此,芯片封测厂设备购置和更新的资金投入较大。芯片封测业属于高端加工制造业,是重资产、技术密集的高科技行业。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

刻蚀晶圆静电卡盘是什么,原理是怎样的?

刻蚀晶圆静电卡盘是什么,原理是怎样的?

2024-10-08

在刻蚀机中,如果晶圆不能在托盘上平整放置,则会造成刻蚀离子的轰击产生角度,同时,刻蚀时晶圆的散热情况也会严重影响刻蚀速率。为了解决这些问题,工程师们开发了静电卡盘(Electrostatic Chuck),极大地提高了刻蚀质量和稳定性。常规静电吸盘的实物图可以如图1左所示,区别在于静电吸盘表面的绝缘层材料不同,深色为氮化铝,白色为氧化铝,静电吸盘的结构可以参考图1右,分为以下部分:绝缘层:用于与晶圆的接触,通常为氮化铝或者氧化铝陶瓷,因为其具有良好的机械强度、耐高温性和导热性。顶针及He气孔:顶针用于晶圆的传送,当晶圆进入刻蚀腔中时,顶针升起承接晶圆,然后顶针落下,将晶圆置于静电吸盘表面。并且,顶针通常为中空结构,同时通入He气来使晶圆降温。背He流道:用于增强散热,以及反馈晶圆的吸附情况。静电电极:用于产生静电力的电场,吸附晶圆。电极通常为平面状,嵌入或沉积在绝缘材料中。常用材料包括铝、铜和钨等导电性良好的金属。循环冷却水和加热电极:主要用于静电吸盘整体的温度控制,加热电极和循环冷却水的同时作用,使晶圆可以保持在一个稳定的温度。如果采用单一的冷却循环水,则刻蚀过程中产生的热量无法计算,影响工艺的稳定性。   图1设计2:利用直流电压产生电场使晶圆电荷极化,吸附晶圆静电卡盘ESC的电极设计可以分为两种,一是单电极,即整个铺满于静电吸盘,二是双电极,正电压和负电压形成的电场来吸附晶圆,想比单电极,双电极具有更高的吸附力,以及更均匀的电场强度,使晶圆紧密且均匀的吸附。那么电极是如何吸附晶圆的,其原理可以参考如下:当直流电源施加电压于静电吸盘的电极时,电极之间形成电场。这个电场在绝缘层和陶瓷吸附表面之间传播,并延伸到晶圆背面。电场会导致晶圆表面的电荷重新分布或极化,如果是掺杂的硅晶圆,自由电荷在电场的作用下移动,正电荷向负极移动,负电荷向正极移动,如果是未掺杂的或者绝缘晶圆,电场引起分子内电荷的微小位移,形成电偶极子。最终,在静电力的作用下,将晶圆牢固的吸附在吸盘上,静电吸附力的大小可以通过库仑定律和电场强度来近似计算。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/

半导体晶圆制造的关键环节:探讨静电卡盘技术

半导体晶圆制造的关键环节:探讨静电卡盘技术

2024-09-24

半导体晶圆静电卡盘是在半导体制造过程中用于固定和处理硅晶圆的关键设备。用于夹持和定位硅晶圆的设备。它们通常用于各种半导体制造步骤,包括薄膜沉积、光刻、蚀刻、离子注入和化学机械抛光等工艺。这些卡盘确保硅晶圆在制造过程中保持稳定的位置,并允许高精度的加工。利用静电吸附原理将硅晶圆牢固地固定在其表面。通过在卡盘表面应用电压,可以在卡盘和晶圆之间创建静电力,使晶圆紧密粘附在卡盘上。这种方式不会损伤晶圆表面,并且允许在加工过程中旋转和移动硅晶圆。ESC静电卡盘需要具备高度的精度和稳定性。它们通常设计为具有微米级的平坦度和定位精度,确保在半导体器件制造中能够实现高度一致性和质量控制。现代的半导体制造工厂通常采用自动化系统来管理和操作卡盘,以提高生产效率和一致性。半导体晶圆静电卡盘在半导体工业中扮演着重要的角色,确保硅晶圆的精确定位和稳定性,从而实现高质量的半导体器件制造。这些卡盘的设计和性能对半导体制造过程的成功至关重要。静电卡盘,也称静电吸盘,现在已经广泛应用在等离子和真空环境下的半导体工艺过程中,比如刻蚀、化学气相沉淀、离子植入等。这种技术优势在于它对良率的提升、没有圆片边缘排除效应、圆片夹持均匀度好、可控温度等等。一个典型的静电吸盘夹持系统是一个三明治结构包括三部分:电介质吸附层、电极层、基底层,三部分都以层状结构叠合在静电吸盘内自表层到底座依次为电介质吸附层、电极层和基底层。与传统的机械卡盘和真空吸盘相比,静电卡盘具有很多的优点。因此,静电卡盘己经取代了传统的机械卡盘和真空吸盘,广泛应用于集成电路制造工艺。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/